290 Нс, время установления – менее 150 нс. На рисунке 2.10 показана схема
преобразователя четырехразрядного кода в десятичный или шестнадцатиричный, т.е гексадецимальный.
Рисунок 2.10 – Функциональная схема преобразователя четырехразрядного кода в десятичный код
Для этой схемы представлена таблица кодов (таблица 2.2). В таблице 2.2 в первых четырех колонках D-A последовательно перечислено 16 возрастающих состояний двоичного кода от 0000 до 1111. Последующий две колонки отведены гексадецимальным кодам: двоичному и коду Грея, колонки 7…10 содержат четырехразрядные десятичные коды: код «без трех», код Грея «без трех», код Айкена, код формата 4-2-2-1. В колонке номеров выходов указаны выходные высокие уровни. Выбрав номер выхода N (0 до 15), по строке, где фиксировано. Что на этом выходе появилось напряжение высокого уровня, можно определить, какая цифра соответствует в данной ситуации каждому из шести вышеперечисленных кодов. В кодах «без трех» не используются три комбинации, где мало младших
единиц В (или наоборот, мало младших нулей Н).
2.3 Применение дешифратора во времяимпульсном кодировании
Рассмотрим работу дешифратора К564ИД1 на примере времяимпульсного кодирования.
Предлагаемый вариант кодирующего и декодирующего узлов, построенный на времяимпульсном способе формирования команд, предназначен для использования в устройствах телемеханики для управления станками, кранами, роботами с целью повышения удобства, точности выполнения процессов. Система рассчитана на одновременную передачу шести независимых команд.
Характеристики системы:
- номинальное напряжение питания кодирующего и
декодирующего узлов 9В
- работоспособность при снижении напряжения до 7В
- узел потребляет ток от источника питания ток 1,5 мА
Кодирующий узел формирует импульсный сигнал, который несет информацию о состоянии контактов командных кнопок. Этот сигнал подают на вход модулятора радиопередатчика. Принятый и продетектированный радиоприемником сигнал декодирующий узел разделяет на каналы таким образом, что при передаче команды на соответствующих выходах этого узла появляется высокий уровень напряжения.
Сигнал, формируемый кодирующим узлом, представляет собой последовательность пакетов прямоугольных информационных импульсов высокого уровня с различной длительностью - коротких и длинных. Число импульсов в пакете равно числу команд управления (в нашем случае – 6). Длинный импульс – будем его называть единичным – соответствует передаче команды, короткий – команды нет- нулевым. Каждый пакет оканчивается временным промежутком низкого уровня, превышающим период повторения информационных импульсов. Этот промежуток используется для формирования сигнала, переводящего декодирующий узел в исходное состояние перед обработкой очередного пакета информационный импульсов.
Рисунок 2.11 – Принципиальная схема кодирующего узла
В кодирующем узле частоту прямоугольных импульсов генератора, выполненного на элементах DD1.1 – DD1.3, счетчик DD2.2 делит на 8. На счетчике DD2.1 и дешифраторе DD3 собран распределитель импульсов. В коммутатор команд входят кнопки SB1-SB6, конденсаторы С3-С8 и резисторы R3-R8, а также элементы DD4.1, DD4.2 и DD1.4, включенные по схеме логического элемента 6ИЛИ.
Прямоугольные тактовые импульсы (диаграмма 1, рисунок 2.12), снимаемые с выхода делителя частоты, подсчитывает счетчик DD2.1. Результата счета в двоичном коде поступает на вход дешифратора DD3, что вызывает появление высокого уровня напряжения последовательно на его выходах. Показанный на схеме вариант подключения выхода счетчика к входу дешифратора обеспечивает формирование временного промежутка между соседними импульсами на выходах
дешифратора, равного длительности этих импульсов.
В коммутаторе команд в каждом из шести каналов телеуправления им
пульсы при разомкнутых контактах кнопок дифференцируются RC цепями. В зависимости от того, замкнуты (подана команда) или разомкнуты (команды нет) контакты кнопок коммутатора, не его входы поступают удлиненные или укороченные импульсы. Их сводит в один канал элемент 6ИЛИ, причем выходные импульсы снова приобретают прямоугольную форму (диаграмма 2,рисунок 2.12).
Период повторения импульсов в полученной последовательности остается постоянным и равным Т. Длительность временного промежутка между пакетами равна Тn . Его формирование обусловлено тем, что четыре последних выхода дешифратора DD3оставлены свободными.
На диаграмме 2 показан пакет информационных импульсов, соответствующий передаче команд по второму, третьему, пятому и шестому каналам, по первому и четвертому команд нет. Командные кнопки SB2, SB3, SB5 и SB6 в кодирующем узле нажаты в момент t0. Рисунок показывает, что сигналы разных команд занимают разные временные позиции в общем сигнале и не зависят один от другого, поэтому команды можно передавать одновременно.
Рисунок 2.12 – Форма импульсов в характерных точках
Принципиальная схема декодирующего узла представлена на рисунке 2.13.
Рисунок 2.13 – Принципиальная схема декодирующего узла
Декодирующий узел содержит входной инвертор DD1.1 , ограничитель длительности импульсов на элементах DD1.2, DD1.3 с цепью R1C1, расширитель импульсов DD1.4, VD1,C2,R2,DD2.1 счетчик импульсов, дешифратор DD3, шесть D-триггеров DD4.1, DD4.2, DD5.1, DD5.2,DD6.1,DD6.2, служащих ячейками памяти, а также формирователь сигнала, возвращающего декодирующий узел в исходное состояние. Формирователь сигнала возврата состоит из генератора импульсов, выполненного на элементах DD7.1 – DD7.3, счетчика DD2.2 и дифференцирующий цепи С3R3.
С выхода инвертора DD1.1 сигнал поступает на информационный вход
всех D – триггеров памяти и одновременно на вход ограничителя длительности. Если импульсная последовательность, формируемая приемным трактом, имеет необходимую фазу, а сами импульсы – крутой фронт, то во входном инверторе DD1.1 нет надобности.
Пройдя через ограничитель длительности, все импульсы пакета становятся одинаковыми по длительности - несколько короче нулевых(диаграмма 3, рисунке 2.12). В расширителе же импульсов они удлиняются так, что превышают нулевые, но остаются короче единичных (диаграмма 4, рисунке 2.12). Счетным входом импульсов служит вход СЕ. Счет импульсов происходит при подаче на вход С напряжения низкого уровня, а состояние счетчика изменяется по их спаду. Фронт выходных импульсов дешифратора DD3 формируется по спаду импульсов на входе счетчика DD2.1 (диаграмма 4 - 8). Диаграмма 8 показывает временное положение импульса последнего – шестого канала.
Такое схемное построение обеспечивает формирование на каждом из выходов дешифратора импульса высокого уровня, фронт которого либо отстает, либо опережает момент спада соответствующего информационного импульса. На рисунке 2.12 видно, что фронт первого импульса дешифратора (диаграмма 5) запаздывает относительно спада первого (короткого) информационного импульса, а фронт второго импульса дешифратора (диаграмма 6 ) – опережает спад своего информационного.
Каждая ячейка устройства памяти состоит из двухступенного D – триггера. Запись информации в первую ступень происходит при наличии на входе С напряжения низкого уровня, а изменение состояния на выходе – по фронту импульса на этом входе.
В нашем примере на рисунке 2.12 по первому каналу команды нет. На вход D-триггера этого канала происходит короткий импульс. На выходе дешифратора DD3 также появится импульс, который поступает на вход С этого триггера. Однако, как было показано раньше, фронт импульса на входе С оказывается задержанным по времени относительно спада импульса на входе D, поэтому триггер оста-
ется в состоянии 0,на прямом выходе будет низкий уровень (диаграмма 9).
При передаче командного – длинного (второго на диаграмме 2) – импульса на входе С, и на входе D триггера DD5.1, второго канала в течение некоторого времени будет действовать высокий уровень. Это приведет к переключению триггера, его состояние изменяется, на выходе второго канала появляется высокий уровень (диаграмма 10). То или иное состояние каждого триггера памяти будет сохраняться до тех пор, пока в канале не произойдет смена импульса – с единичного на нулевой и наоборот.
После окончания шестого информационного импульса в каждом пакете необходимо счетчик DD2.1 переключать в исходное (нулевое) состояние. Для этого предназначен формирователь импульсов возврата. Счетчик DD2.1 непрерывно подсчитывает импульсы, вырабатываемые генератором, собранным на элементах DD7.1 – DD7.3. Частота следования этих импульсов такова, что за время между двумя смежными выходными импульсами расширителя счетчик DD2.2 не успевает довести счет до четырех – каждый импульс расширителя обнуляет счетчик.
В течение промежутка Тn между пакетами информационных импульсов счетчик DD2.2 успевает учесть четыре импульса генератора DD7.1 – DD7.3 и на выходе 4 счетчика появляется положительный перепад напряжения. Дифференцирующая цепь С3R3 формирует из этого перепада короткий импульс (диаграмма 13), который обнуляет счетчик DD2.1, переводя декодирующий узел в исходное состояние.
Несмотря на то, что командные кнопки были нажаты одновременно (в момент t0), управляющий импульс в канале 2 появился в момент t1, в канале 3 - t2, а в канале 6 - t4. Эта задержка в системе кодирования – декодирования может изменяться практически до нуля до семи с половиной периодов тактовой частоты в зависимости от номера нажимаемой кнопки и момента ее нажатия. В описываемом варианте системы максимальная задержка не превышает 1,1610-2 с.